Quelle est l’origine du SARS-CoV-2, panorama des données

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Je vous fais ici une petite synthèse du séminaire de l’ISYEB (Institut de Systématique, Evolution et Biodiversité) du MNHN tenu par le maître de conférence et chercheur A. Hassanin sur l’origine du SARS-CoV-2, mon ancien maître de stage Master 2.


Après plus d’un an de pandémie, les données et les analyses s’accumulent pour tenter de comprendre l’origine de ce virus, comprendre d’où il vient, et comment a-t-il pu infecter presque tout les pays en faisant plus de 3 millions de morts et plus de 164 millions de cas.
C’est le professeur Alexandre Hassanin, maitre de conférences au Muséum National d’Histoire Naturelle de Paris et directeur de recherche au sein de l’ISYEB qui a tenu un séminaire mardi 18 mai 2021 exposant ce que nous savions de ce virus, un regard éclairé sur les analyses et les données produites depuis un an et les hypothèses de l’origine du virus.


Qu’est-ce que le SRAS-CoV-2 ?

C’est un virus appartenant aux Coronaviridés, comprenant 7 virus humains. Ce sont des virus à couronnes. Au sein de cette famille le COVID appartient au genre des Betacoronavirus, sous genre Sarbecovirus (inclus deux virus SARS-CoV-1 et 2).

Le virus SARS-CoV-1 est responsable de l’épidémie de SARS en 2002/2004. Elle présente des similitudes avec celle qui sévit actuellement notamment pour les lieux d’origine, la province de GUANDONG (Sud de la Chine). Ce virus est divergent de 20% par rapport SARS-CoV-2.
Depuis, les chinois ont mené des études de grande ampleur dans toute la Chine et ont découvert des centaines de Sarbecovirus chez les chauves-souris du genre Rinolophus. Ce genre de chauve-souris possède des feuilles nasales en forme de fer à cheval. La majorité est cavernicole c’est-à-dire vivant dans des grottes ou mines abandonnées.
Ailleurs dans le monde, les recherches sont limitées, cependant des virus assez proches du SARS Cov-1 ont été découvert (à 77%) chez une espèce de Rinolophus (mais non identifiée) en Afrique de l’est, au Kenya.
On peut noter la découverte en Europe (Bulgarie) toujours du même genre de chauve-souris porteur du virus, en 2008. Très récemment, un virus aurait été détecté en Angleterre chez ces chauves-souris.

Il n’y a aucun doute sur le fait que les chauves-souris du genre Rinolophus soit le réservoir de ces Sarbecovirus, plus particulièrement le SARS-CoV-1. Ce fait était déjà établi avant la pandémie.  Ces chauves-souris sont présentes partout dans l’ancien monde (Afrique, Asie, Europe, Océanie).

La lignée du SARS-CoV-2 était très peu connue et donc peu étudiée avant la pandémie. Le professeur A. Hassanin passe en revue les découvertes les plus pertinentes liées à ce virus.
Ce génome viral a été détecté chez un pangolin malais en mars 2019, saisi par les douanes chinoises. Les chercheurs lors des analyses ne se souciaient pas forcément de ce virus, ils ont séquencé pas mal d’autres génomes viraux. Cependant un génome a été identifié proche à 90% du virus du SARS-CoV-2.
Nous avons également la mention d’un autre virus proche à 96% avec le SARS-CoV-2 (le plus proche connu actuellement) trouvé chez une chauve-souris Rinolophus, collectée en 2013 dans la province du Yunnan.
Trois génomes proches respectivement à 94, 93 et 92 % du SARS coV-2, ont été découvert chez plusieurs chauves-souris du genre Rinolophus au Yunnan, Cambodge et Thaïlande. Une même colonie présentait donc plusieurs formes de virus, ceci confirme que le virus peut circuler au sein d’une même colonie de la même espèce. 
Enfin, encore plus récemment chez des chauves-souris du Yunnan, les chercheurs ont détecté un virus quasi identique chez deux individus d’espèces différentes mais vivant dans une même grotte. Donc dans un espace confiné, les virus respiratoires de type SARS-CoV-2 se transmettent entre espèces différentes.

Origine géographique du SARS-CoV-2

Il faut savoir que les virus, comme le souligne le professeur A. Hassanin, n’ont pas pu contaminer directement les gens via les chauves-souris dans la région de Wuhan car ces virus ne sont pas présents naturellement dans cette zone.

Le professeur A. Hassanin, pour comprendre et valider l’origine géographique du SARS-CoV-2, a comparé deux fragments d’un virus proche, tirés d’une étude de Boni et al (2020), avec d’autres séquences de virus de la famille disponible dans les bases de données. Ainsi il a pu créer des arbres phylogénétiques. (Hassanin, A. La mystérieuse origine du SARS-CoV-2 en partie résolue, sous presse)

En premier lieu, revenons sur le SARS-CoV-1 pour qui il existe beaucoup de données, les chinois travaillant dessus depuis 15 ans. A partir de l’arbre obtenu, des groupes géographiques apparaissent clairement au sud-ouest de la Chine, un autre groupe au nord et un groupe au sud-est. Cette structuration géographique suggère que ce sont les chauves-souris qui ont une capacité de dispersion limitée du virus, d’où des zones géographiques délimitées.

Ce qui est trouvé pour cette lignée, peut être légitimement supposé pour le SARS-CoV-2. Reste à délimiter la zone d’origine.

L’étude comparée d’A. Hassanin montre que la lignée du SARS-CoV-2 s’est diversifiée dans l’extrême Sud de la Chine et en Asie du Sud-est (région du Yunnan), mais en aucun cas dans la région de Wuhan. Les discordances trouvées entre les arbres phylogénétiques (une séquence n’appartient pas à la même lignée en fonction des arbres) montrent que les virus peuvent gagner du matériel génétique, quand ils sont hébergés dans une même chauve-souris, et dans une même cellule notamment. Les virus sont recombinants et peuvent s’adapter continuellement à leur milieu de vie.

Niche écologique du SARS-CoV-2

En accumulant les données continuellement, on peut essayer de délimiter la niche écologique des virus apparentés au SARS-CoV-2. A l’heure actuelle 4 séquences sont utilisées.

Le professeur A. Hassanin pose l’hypothèse suivante : les virus peuvent être échangés entre des individus d’une même colonie et d’une même espèce, mais aussi entre des individus séjournant dans la même grotte et appartement à des espèces différentes de chauve-souris du genre Rinolophus.
Malgré le peu de points, une tendance se dessine pour situer la niche écologique plus en Asie du sud-est que vers la Chine. Les capacités de dispersion des chauves-souris des colonies où des virus proches de SARS-CoV-2 ont été trouvés ne les font pas passer par Wuhan.

Pour renforcer ce premier résultat, le professeur A. Hassanin a inclus des fragment mitochondriaux COI, et obtenu des haplotypes pour chaque échantillon (ceci permet de connaitre les différentes origines composant le fragment, en très schématique ! ) Toute l’analyse est à retrouver dans la publication d’A. Hassanin (https://isyeb.mnhn.fr/fr/annuaire/alexandre-hassanin-1656)

Petit rappel :
Un haplotype est un ensemble de gènes situés côte à côte sur un chromosome. Ils sont généralement transmis ensemble à la génération suivante.
Le fragment analysés est un gène du génome mitochondrial codant pour la première sous-unité de la cytochrome oxydase (COI), une protéine qui intervient dans la chaîne respiratoire de la mitochondrie. Chaque cellule contenant de nombreuses mitochondries, le gène COI est présent en de nombreuses copies, ce qui facilite son séquençage. De plus, ce gène présente un niveau de variabilité intéressant : les différences entre les séquences de ce gène chez différents individus, apparues par mutations au cours du temps, sont faibles entre les individus d’une même espèce et élevées entre des individus d’espèces différentes.

L’intérêt d’utiliser ce type de séquence CO1 ici est que les colonies de chauves-souris sont souvent matriarcales, la transmission du matériel génétique maternel est donc un point clé pour cette analyse.

L’analyse des séquences des individus des différentes espèces de chauve-souris Rinolophus, montre des réseaux d’haplotypes attestant de la capacité de dispersion des femelles chauve-souris entre les régions d’Asie du sud-est (Vietnam, Laos, Cambodge, Yunnan) et corrobore la niche précédemment définie.

En comparant aux données factuelles du nombre de personnes infectées après un an d’épidémie, on se rend compte que les pays les moins touchés sont ceux d’Asie du sud-est, les pays d’où le SARS-CoV-2 est originaire au final. Si la niche écologique supposée plus haut s’avère exacte, elle suggère que le virus dans ces régions circule depuis des décennies chez les chauves-souris. Or les populations locales côtoient ces animaux et même en consomment. Ces contacts répétés provoquent une sorte d’adaptation/immunité de ces populations donc une meilleure résistance face à ces virus.

Cette niche écologique se trouve à plus de 2000 km de Wuhan ! Ceci induit que le transport entre ces deux régions s’est fait soit via un véhicule motorisé, soit via un hôte intermédiaire animal.

L’origine de la survenue de l’épidémie à Wuhan

Plusieurs hypothèses à ce jour circulent quant à la présence du virus à Wuhan. Le professeur A. Hassanin en fait le tour.

Hypothèse n°1

Une étude voulait démontrer que toutes les données de virus trouvées dans les pangolins étaient fausses et créées artificiellement en laboratoire. Ainsi le SARS-CoV-2 serait bien fabriqué en laboratoire et cette épidémie proviendrait d’un accident de laboratoire.
Mais cette hypothèse est devenue obsolète par la découverte comme nous l’avons vu plus haut de plusieurs virus de chauves-souris proche du SARS-CoV-2 au Cambodge et en Thaïlande.

Hypothèse n°2

La survenue de l’épidémie à Wuhan serait le fait de la contamination d’un chercheur de Wuhan par un virus du Yunnan, plus ou moins corroboré par les données actuelles (publication de Zhou et al., 2020). En effet, des chercheurs du Wuhan ont été en contact avec des chercheurs au Yunnan entre mai et octobre 2019 pour récolter des échantillons de chauves-souris, dont l’une portait un virus proche du SARS-CoV-2. Ce qui implique alors que ce type de virus Sarbecovirus serait directement transmis des chauves-souris aux hommes. Or ce genre de virus fait généralement intervenir un hôte intermédiaire. C’est cependant possible…

Hypothèse n°3

L’émergence du SARS-CoV-2 à Wuhan serait dû à l’importation de pangolins infectés d’Asie du sud-est. Ils joueraient le rôle d’hôte intermédiaire.
Des virus apparentés au SARS-CoV-2 ont été identifiés chez des pangolins saisis par les douanes chinoises avec 85 à 90% de similitude, comme nous l’expliquions précédemment.
Il faut savoir que ces pangolins malais montrent une aire de répartition se situant dans la niche écologique du SARS-CoV-2. Il a été démontré que des pangolins malais de différentes zones géographiques peuvent être infectés par le même virus. La production d’haplotypes mitochondriaux différents pour ces animaux (donc des individus de zones géographiques différentes) mais pour des virus quasi-identiques suggère qu’un pangolin malade peut contaminer d’autres pangolins d’autres régions, en captivité. (Hassanin et al, 2021).
Le trafic de pangolins d’Asie du sud-est est estimé à 1 million entre 2000 et 2013, alors que les 8 espèces de pangolins sont sur la liste de la CITES interdisant leur commerce… Ce trafic de pangolins entre l’Asie du sud-est et la Chine serait responsable de l’importation de virus Sarbecovirus.

Conclusion

Les Sarbecovirus de la lignée du SARS-CoV-2 évoluent en Asie du sud-est depuis des décennies dans plusieurs espèces cavernicoles de Rinolophus.

Dans leur milieu naturel en Asie du sud-est, les pangolins malais peuvent être contaminés suite à des contacts avec les chauves-souris dans des grottes, des arbres creux ou des terriers en commun. Il y a donc échange de virus respiratoire dans des espaces confinés, à l’image de ce qui se passe actuellement pour les humains.

Le trafic de pangolin est responsable de l’importation en Chine de pangolins infectés par des Sarbecovirus susceptibles de contaminer leurs congénères lors de leur captivité.

Le passage du virus du pangolin à l’être humain s’est fait soit via contamination directe, soit par l’intermédiaire d’autres espèces sur les marchés, notamment les petits carnivores d’élevage comme la civette masquée, le chien viverrin, le blaireau-furet de Chine ou même le vison d’Amérique.

L’obtention d’autres données viendra confirmer ou réfuter la niche écologique du SARS-CoV-2, et la raison de sa présence à Wuhan.


Vous retrouverez toutes les références et données supplémentaires sur la vidéo du séminaire disponible sur YouTube (https://www.youtube.com/watch?v=7OWfyL5oM5U) et sur le site de l’ISYEB (https://isyeb.mnhn.fr/fr/annuaire/alexandre-hassanin-1656)